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高科技与太空极限跳伞

2013-09-26高峰

文体用品与科技 2013年1期
关键词:鲍姆太空舱航天服

□ 高峰

费利克斯·鲍姆加特纳准备跳出吊舱

奥地利极限跳伞运动员费利克斯·鲍姆加特纳在美国新墨西哥州上空39045米高空纵身跳下,不仅使其成为人类史上从太空跳向地球的第一人,也开创了人类无助力飞行超音速的纪录。

2012年10月14日,一个巨大的气球带着鲍姆加特纳乘坐的太空舱从新墨西哥州的罗斯韦尔机场升空,开始了这次不同寻常的旅行。经过137分钟飞行,气球在39000米上下飘浮,地面指令长基廷格在19点48分发出指令“我们走”。鲍姆加特纳随即开始起跳前的各项准备。20点03分,舱门打开,鲍姆加特纳便纵身跃向地球。自由落体4分19秒后,他打开降落伞。20点16分,他在一片荒草地上平安着落。

首位超音速人

2007年12月11日,费利克斯·鲍姆加特纳成功挑战当时的世界第一高楼台北101大楼

据国际航空联合会专家透露,他自由落体的时速达到1342.8公里,相当于该区域音速的1.24倍,成为人类史上第一个无助力飞行超音速的人。他同时创下了气球载人飞行最高纪录和世界最高跳伞纪录。平安落地后,欧洲宇航局、美国宇航局、奥地利总统菲舍尔及世界各地的无数观众,都向他表示祝贺。

高科技含量的跳伞

航空专家为这次任务研制了专用气球、太空舱和航天服。送太空舱升空的气球用聚乙烯和聚脂纤维生产,厚度仅0.02毫米,相当于普通塑料袋厚度的十分之一。这个密度并不高的柔软材料却有极强的耐寒功能,能经受零下90摄氏度的低温。瘦高型的气球充满氦气离开地面时,高度为168米,相当于一幢近60层的高楼。但升得越高,气球就越“胖”,升到3.9万米时,直径超过102米。气球的容积为85万立方米,充一次气要6万美元;其展开面积为161876平方米,相当于23个足球场;充气前的自重为1682公斤,相当于一辆中档小轿车重量。生产一个气球需4-5周,售价70万美元。

面积大、材料薄、自重轻,是这个特制气球的最大特点。由此带来的一个最大弱点就是“怕风”,尤其是离地300米以内。一旦随风起舞的沙粒等杂物撕破气球,急救降落伞未及时打开,太空舱就会坠地。为防止气球受损,对升空现场有严格要求。如气球不能直接在水泥或沥青地面上展开,必须垫放无尘工业塑料布。工作人员必须戴全棉手套,身上不能有任何硬物件。升空前的准备约需8小时,其中充气需要1小时。充气后,气球将以每分钟300多米的速度携带约1.4吨重的太空舱和其他设备升空。随着空气越来越稀薄,气球越升越慢。当大气中的空气与气球内的空气一样稀薄时,气球会时升时降。这时,跳伞员将打开太空舱跳出。

1999年,费利克斯·鲍姆加特纳登上巴西里约热内卢30米高的基督耶稣像并跳伞成功

费利克斯·鲍姆加特纳在宣布将挑战世界纪录的新闻发布会上和前世界纪录保持者乔·基廷握手

他起跳15分钟后,气球同太空舱会自动分离,太空舱会借助降落伞回到地面,气球也会在自动排空氦气后堕落地面。受气球特点的影响,这次“太空跳”对天气的要求很高,只能在地面无风、空中无云、视线清晰的地区进行,地面风速不能超过每小时6.5公里。

这次使用的太空舱在美国加利福尼亚生产,构造分3层:最内层是压力舱,内径2米,有89个开关和按键,其中相当部分是为紧急情况设计的。在跳伞员升空时,舱内将保持0.5个左右的大气压力,舱内还有供氧和供热系统;外面是保护层,起到保温和保护的作用;最外面是个鸟笼状的挂架,以便将太空舱挂在气球下并安装摄像头等设备。

航天服是对原有航天服的改进,增强了生命保障和维持系统的功能。由专门生产航天服和抗荷服的美国克拉克公司生产。3.6公斤重的头盔带有通话和供热系统,可以提供多种来源的纯氧。起跳前,可以提供飞行舱搭载的液氧;起跳及下落过程中,可以通过自带的一对氧气瓶供氧,供氧量为10分钟。航天服的重量为12.7公斤,起跳前,要保持航天服内约0.24个大气压力,用既可防火又可防极端寒冷的材料生产,必须经受超音速和零下70摄氏度的严寒。太空舱升空时的记录显示,在18000多米高空时,温度达到零下67.8摄氏度。

离开太空舱后,这套生命维持系统是跳伞员进入低层大气前的唯一保护。为了确保鲍姆加特纳能以最佳姿势进入自由落体状态,穿越地球高层大气,工程师在航天服背部增加了两个固定“飞翼”,以便在高层大气中保护他。

这次的起跳高度属于太空边缘的平流层,空气稀薄。鲍姆加特纳离开太空舱约40秒后进入超音速。在29000米左右,空气密度增加,飞行速度放慢。到27000米左右回到亚音速。到10000米时,航天服压力减轻,肢体活动能力改善。到1500米左右打开降落伞。鲍姆加特纳说,开伞后,双肩承受的20吨巨大压力顿觉减轻。

创下三项人类纪录

鲍姆加特纳这一跳创下了3项人类纪录:1.人类无助力超音速飞行纪录。该高度的音速为每小时约1100公里,而他的速度为每小时1342.8公里。2.载人气球最高飞行纪录。他以39045米打破了由美国海军军官罗斯和普拉泽在1961年创造的34668米纪录。3.最高自由落体起跳纪录。迄今的纪录是31333米,由美国飞行员乔·基廷格在1960年创造。而他的起跳线高出了7000多米。

气球将费利克斯·鲍姆加特纳带上39045米高空

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